Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра КСА
Лабораторна робота №2
з курсу «Мікропроцесорні пристрої»
Дослідження архітектури мікроконтролера сімейств MCS – 51 (AT90S8515 та AT89S52)з використанням лабораторного стенда EV8031/AVR.
Мета роботи: вивчення внутрішньої структури мікроконтролера сімейств MCS – 51 фірми Atmel (AT90S8515 та AT89S52), зокрема, програмно-доступних елементів та систем команд, використовуючи лабораторний стенд EV8031/AVR(V 3.2); набути досвіду розроблення простих програм, діагностики помилок, завантаження програм у пам’ять мікроконтролера та запуску їх на виконання.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Структурна схема МК
Призначення його основних складових
Процесор з гарвардською структурою реалізує повне логічне та фізичне розділення адресних просторів та інформаційних шин для звертання до пам’яті програм та пам’яті даних. Така побудова дуже близька до структури цифрових сигнальних процесорів і збільшує продуктивність МК. Процесор працює одночасно як з пам’яттю програм, так і з пам’яттю даних. Розрядність шини адреси пам’яті 16 біт. В МК типу AVR використовується конвеєрна технологія. Внаслідок цього цикл “вибирання-виконання” суттєво скорочений, тобто машинний цикл, на протязі якого виконується команда, складає всього один період тактової частоти.
Реєстровий файл займає молодші 32 байти в загальному адресному просторі МК (рис.2). Шість з 32-х реєстрів файлу можуть використовуватися як три 16-розрядні вказівники (X, Y, Z Pointers) адреси при непрямій адресації даних. Один з цих вказівників (Z Pointer) використовується також для доступу до даних, записаних в пам’яті програм МК. Використання 16-бітних вказівників (X, Y, Z Pointers) суттєво підвищує швидкість пересилання даних при виконанні прикладних програм.
Пам’ять програм. Всі AVR МК мають Flash-пам’ять програм, яка може завантажуватися як звичайним програматором, так і з допомогою SPI(serial peripheral interfase)-інтерфейсу, зокрема, безпосередньо на платі. Кількість циклів перезапису - не менше 1000.
Пам’ять даних. Всі AVR МК мають також енергонезалежну пам’ять даних з електричним стиранням EEPROM. Цей тип пам’яті використовується для зберігання проміжних даних, різних констант, таблиць перекодування і т.п. Дані в EEPROM можуть завантажуватися як через SPI-інтерфейс, так і за допомогою звичайного програматора. Кількість циклів перезапису складає не менше 100000. Два програмованих біти захисту інформації дозволяють захистити пам’ять від несанкціонованого доступу.
Внутрішня оперативна пам’ять SRAM (статичного типу) є у всіх МК AVR сімейства Classic та Mega і у деяких типах сімейства Tiny. Деякі МК допускають під’єднання зовнішньої памяті даних об’ємом до 64 Кбайт.
Периферія МК AVR. До периферійних пристроїв належать 8-розрядні паралельні порти вводу/виводу, послідовний порт, таймери/лічильники, внутрішній тактовий генератор та контролер переривань.
Приклад команд окремих груп та директив
Команди переміщення:
MOV ad, A – переміщення з акумулятора за прямою адресою
Арифметичні команди:
ІNC DPTR – інкремент вказівника даних
Логічні команди:
CLR A – скидання акумулятора
Команди операцій з бітами:
ORL C, bit – логічне «АБО» біта і прапорця С
Команди переходів:
DJNZ R, ad8 – декремент R і перехід, якщо не нуль
Програми виконані в лабораторії
Вміст реєстрів R1і R4 додати та висвітити на індикаторі
Мнемокод
Операнди
Коментарі
ORG
Con:mov
mov
mov
mov
add
movx
mov
jmp
END
0
R1, #04h
R4, #30h
DPTR, #0B000h
A, R1
A, R4
@DPTR, A
A, #00h
Con
; початок роботи програми
; записати в R1 число 04
; записати в R4 число 30
;занести в реєстр DPTR адресу Інд. DD17, DD18
;записати в A значення R1
;додати вміст реєстрів А і R4 та занести суму у реєстр А
; висвітити на Інд. DD17, DD18A
; обнулити А
; перейти на початок
;кінець програми
Результат роботи програми
/
Індивідуальне завдання
№
Текст індивідуального завдання
2
Занести в комірку з адресою B0h внутрішньої памяті МК двійко...